電能質量分析儀

電能質量分析儀檢測分析電運行質量的產品01諧波工作原理功能及組成誤差來源目錄03020405自動校準技術具體指標諧波及無功問題目錄0706基本信息電能質量(PowerQuality)，從普遍意義上講是指優(yōu)質供電，包括電壓質量、電流質量、供電質量和用電質量。其可以定義為：導致用電設備故障或不能正常工作的電壓、電流或頻率的偏差，其內容包括頻率偏差、電壓偏差、電壓波動與閃變、三相不平衡、暫時或瞬態(tài)過電壓、波形畸變（諧波）、電壓暫降、中斷、暫升以及供電連續(xù)性等。在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，電壓暫降和中斷已成為最重要的電能質量問題。諧波諧波電力系統(tǒng)的諧波問題早在20世紀20年代和30年代就引起了人們的注意。當時在德國，由于使用靜止汞弧變流器而造成了電壓、電流波形的畸變。1945年發(fā)表的有關變流器諧波的論文是早期有關諧波研究的經典論文。功能及組成功能及組成電能質量分析儀，是對電運行質量進行檢測及分析的專用便攜式產品?？梢蕴峁╇娏\行中的諧波分析及功率品質分析，能夠對電運行進行長時間的數(shù)據采集監(jiān)測。同時配備電能質量數(shù)據分析軟件，對上傳至計算機的測量數(shù)據進行各種分析。電能質量分析儀主要由五部分組成，分別為測量變換模塊、模數(shù)轉換模塊、數(shù)據處理模塊、數(shù)據管理模塊以及外圍模塊。其中測量變換模塊由電壓互感器、電流互感器以及信號調理電路組成；數(shù)據處理模塊包含DSP以及外部存儲器SDRAM與FLASH；外圍模塊由顯示、存儲以及通信子模塊組成。工作原理工作原理電信號經過電壓/電流互感器、信號調理電路轉變?yōu)榉螦DC輸入要求的小幅值電壓信號；模數(shù)轉換模塊用于將小幅值電壓信號轉變?yōu)閿?shù)字信號，并將其傳送至數(shù)據處理模塊；數(shù)據處理模塊以DSP作為運算核心，對ADC的采樣信號進行數(shù)據處理，從而計算得到電壓偏差、頻率偏差、諧波、三相不平衡度、電壓閃變等電能質量參數(shù)；數(shù)據管理模塊用于對數(shù)據處理模塊計算得到的各項電能質量參數(shù)進行數(shù)據管理，完成顯示、存儲以及通信等人機交互功能。

誤差來源誤差來源電能質量分析儀（1）測量變換電路引入誤差：電能質量分析儀工作時，電中電壓、電流信號需分別經過電壓互感器(PotentialTransformer，PT)、電流互感器(CurrentTransformer，CT)送入電能質量分析儀，因此PT、CT的比例誤差和相角誤差直接影響到測量結果的準確度。當電能質量分析儀工作在諧波條件下，PT、CT相角誤差發(fā)生改變，對各次諧波電壓、電流的轉換比例不一致，輸入ADC的被測信號發(fā)生變形，測量誤差增大。（2）ADC量化誤差：ADC量化誤差指輸入信號進行模數(shù)轉換時，用有限的數(shù)字信號來表示無限精度的模擬信號所造成的誤差。電能質量分析儀常采用12位或16位的ADC，且ADC位數(shù)越大，其轉換精度越高，量化誤差越小。（3）其他誤差：包括環(huán)境溫度、相對濕度等因素導致硬件電路產生的誤差，電子器件以及線路老化等因素致使測量結果產生的誤差。

自動校準技術自動校準技術電能質量分析儀自動校準主要涉及三方面技術：虛擬儀器技術、總線技術以及可編程儀器標準命令。（1）虛擬儀器技術：虛擬儀器技術利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。美國NI公司首先提出虛擬儀器的概念，自20世紀90年代以來，NI公司已先后研制出支持多種總線系統(tǒng)的虛擬儀器，尤其是該公司推出的LabVIEW，通過圖形化軟件程序流程圖來編程實現(xiàn)虛擬儀器的測量、測試功能；（2）自動校準系統(tǒng)通信的關鍵是總線技術，用于儀器測量的常用總線主要包括：GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus，通用接口總線)、LAN(LocalAreaNetwork，局域)、串口總線(RS-232、RS-422、RS-485)等；（3）可編程儀器標準命令(StandardCommandsforProgrammableInstruments，SCPI)：SCPI是一套標準命令集的規(guī)范，和硬件無關，無論是基于GPIB、LAN還是串口的任何儀器都可以使用符合SCPI標準的命令集。SCPI的語句以ASCⅡ文本的方式存在，可以加入到任何計算機測試編程語言之中，例如BASIC、C或C++；也可以用于如LabVIEW、LabWindows/CVI這樣的專用測試程序開發(fā)環(huán)境。

諧波及無功問題諧波及無功問題諧波以及無功是電電能質量的重要指標，無論對于電還是用戶都有重要的意義。諧波和無功雖然是兩個相對獨立的問題，但是二者之間又有非常緊密的。這是因為：(1)諧波除其本身的問題之外，也影響負荷和電的無功功率；(2)產生諧波的裝置同時大都也是消耗基波無功功率的裝置；(3)治理諧波的裝置通常也都是補償基波無功功率的裝置。

具體指標電頻率電壓偏差三相電壓不平衡公用電諧波波動和閃變12345具體指標電頻率我國電力系統(tǒng)的標稱頻率為50Hz，GB/T-2008《電能質量電力系統(tǒng)頻率偏差》中規(guī)定：電力系統(tǒng)正常運行條件下頻率偏差限值為±0.2Hz，當系統(tǒng)容量較小時，偏差限值可以放寬到±0.5Hz，標準中沒有說明系統(tǒng)容量大小的界限。在《全國供用電規(guī)則》中規(guī)定"供電局供電頻率的允許偏差：電容量在300萬千瓦及以上者為±0.2HZ；電容量在300萬千瓦以下者，為±0.5HZ。實際運行中，從全國各大電力系統(tǒng)運行看都保持在不大于±0.1HZ范圍內。電壓偏差GB/T-2008《電能質量供電電壓偏差》中規(guī)定：35kV及以上供電電壓正、負偏差絕對值之和不超過標稱電壓的10%；20kV及以下三相供電電壓允許偏差為標稱電壓的土7%；220V單相供電電壓允許偏差為標稱電壓的+7%，－10%。三相電壓不平衡GB/T-2008《電能質量三相電壓不平衡》中規(guī)定：電力系統(tǒng)公共連接點電壓不平衡度限值為：電正常運行時，負序電壓不平衡度不超過2%，短時不得超過4%；低壓系統(tǒng)零序電壓限值暫不做規(guī)定，但各相電壓必須滿足GB/T的要求。接于公共連接點的每個用戶引起該點負序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時不超過2.6%。公用電諧波GB/T--93《電能質量-公用電諧波》中規(guī)定：6～220kV各級公用電電壓(相電壓)總諧波畸變率是0.38kV為5.0%，6～10kV為4.0%，35～66kV為3.0%，110kV為2.0%；用戶注入電的諧波電流允許值應保證各級電諧波電壓在限值范圍內，所以國標規(guī)定各級電諧波源產生的電壓總諧波畸變率是：0.38kV為2.6%，6～10kV為2.2%，35~66kV為1.9%，110kV為1.5%。對22